ПРОТОКОЛЫ СЕТИ ДОСТУПАniits.ru/public/books/psd2001.pdfМОСКВА «РАДИО И СВЯЗЬ» 2001 Б.С. Гольдштейн ПРОТОКОЛЫ СЕТИ ДОСТУПА

МОСКВА «РАДИО И СВЯЗЬ»2001

Б.С. Гольдштейн

ПРОТОКОЛЫ СЕТИДОСТУПА

Том 2

01 - Title.p65 26.11.2001, 11:111

УДК 621.395.34Г63

ББК 32.881

Гольдштейн Б. С.Протоколы сети доступа. Том 2. — М.: Радио и связь, 2001. —292 с.: ил.ISBN 5"256"01587"7

27е переработанное и дополненное издание книги посвящено телеком7муникационным протоколам абонентской сети доступа, переживающей ре7волюционные изменения технологий и услуг.

Рассматриваются протоколы ISDN, преобразующие просуществовав7шие почти 100 лет традиционные аналоговые абонентские линии. Предпри7нята попытка с единых позиций описать такие различные протоколы, как:DSS71, QSIG, DPNSS, X.25, TCP/IP. Значительное внимание уделено откры7тому интерфейсу V5, роль которого в развитии сетей связи представляетсячрезвычайно перспективной.

Для инженеров и научных работников, занятых исследованием, разра7боткой и эксплуатацией телекоммуникационных систем. Книга будет полезнастудентам и аспирантам соответствующих специальностей.

Научно�техническое издание

ИБ № 3005ISBN 5"256"01587"7

© Гольдштейн Борис Соломонович, 2001

Boris Goldstein.Access Network Protocols. Volume 2.

The second edition of the book is devoted to telecommunication protocols in anaccess network which is facing revolutionary changes in technologies and services.

The ISDN protocols converting traditional analog subscriber lines (POTS)that have been in use for nearly 100 years are considered. An attempt is made toprovide a common7approach description of different protocols such as DSS1,QSIG, DPNSS, X.25, TCP/IP. Special consideration is given to an open interfaceV5 whose role in the evolution of telecommunication networks seems to beextremely promising.

The book is primarily intended for engineers and scientists involved in theresearch, development, and operation of telecommunication systems. The bookwill be a valuable reference source for students and post7graduates studying inthese areas.

Scientific and technical edition

Copyright © Boris Goldstein 2001

Г63

01 - Title.p65 26.11.2001, 11:112

СодержаниеПредисловие.......................................................................... 7

Предисловие ко второму изданию ..................................................... 8

Глава 1 Аналоговые абонентские линии ........................ 91.1 Немного истории ........................................................................ 9

1.2 Типы источников абонентской нагрузки .................................... 12

1.3 Сигнализация по аналоговым абонентским линиям:электрические параметры линий .............................................. 19

1.4 Сигнализация по двухпроводным аналоговым абонентскимлиниям: параметры сигналов ................................................... 22

1.5 Включение малых АТС по абонентским линиям:исходящий вызов ..................................................................... 29

1.6 Включение малых АТС по абонентским линиям:входящий вызов ....................................................................... 35

Глава 2 Цифровые абонентские линии .........................412.1 Абонентские линии ISDN .......................................................... 41

2.2 Интерфейсы в опорных точках .................................................. 44

2.3 Пользовательский доступ ISDN ................................................ 56

2.4 Абонентские линии xDSL .......................................................... 57

Глава 3 Протокол DSS!1: Физический уровень и уровень звена данных ....................................65

3.1 Введение в DSS71 ..................................................................... 65

3.2 Физический уровень протокола DSS71 ..................................... 70

3.3 Уровень LAPD ........................................................................... 80

3.4 Уровень LAPD: процедуры ........................................................ 87

Глава 4 Протокол DSS!1: Сетевой уровень ...................954.1 Функции протокола Q.931 ........................................................ 95

4.2 Форматы сообщений ................................................................ 96

4.3 Процедуры обработки базового вызова ................................. 112

02 - Contents.p65 26.11.2001, 11:113

4 Содержание

4.4 Процедуры пакетной передачи данных ................................... 118

4.5 Процедуры сигнализации «пользователь–пользователь» ....... 119

4.6 Дополнительные услуги .......................................................... 121

4.7 Вместо заключения ................................................................ 125

Глава 5 Протокол QSIG................................................. 1275.1 Модель протокола QSIG ......................................................... 127

5.2 Функциональное описание подсистем.................................... 131

5.3 Услуги и дополнительные сетевые услуги QSIG ....................... 139

5.4 Протокол DPNSS .................................................................... 143

Глава 6 Открытый интерфейс V5................................. 1476.1 Три источника и три составные части сети доступа ................. 147

6.2 Модель V5: услуги и порты пользователя ................................ 151

6.3 Протоколы и пропускная способность .................................... 154

6.4 Физический уровень протокола V5 ......................................... 158

6.5 Уровень LA V5 ........................................................................ 161

6.6 Форматы сообщений уровня 3 ................................................ 164

6.7 Мультиплексирование портов ISDN ........................................ 167

Глава 7 Протокол ТфОП ................................................ 1717.1 Проблема ТфОП ..................................................................... 171

7.2 Информационные элементы сообщений ................................ 173

7.3 Сообщения протокола ТфОП .................................................. 182

7.4 Протокол ТфОП на стороне сети доступа ................................ 191

7.5 Протокол ТфОП на стороне АТС .............................................. 201

7.6 Процедуры протокола ТфОП ................................................... 207

7.7 Национальные спецификации протокола ТфОП ...................... 211

Глава 8 Служебные протоколы V5.2 ........................... 2158.1 Протокол назначения несущих каналов .................................. 215

02 - Contents.p65 26.11.2001, 11:114

Содержание 5

8.2 Протокол управления трактами интерфейса V5.2 ................... 223

8.3 Протокол защиты V5.2 ............................................................ 227

8.4 Протокол управления ............................................................. 231

Глава 9 Протокол X.25 .................................................. 2359.1 Модель взаимосвязи открытых систем ................................... 235

9.2 Сети с коммутацией пакетов .................................................. 240

9.3 Архитектура протокола Х.25 ................................................... 242

9.4 Применения протокола Х.25 ................................................... 244

Глава 10 Протоколы Интернет..................................... 24710.1 Протоколы TCP/IP и модель OSI ............................................ 247

10.2 Протокол управления передачей TCP ................................... 250

10.3 Протоколы UDP и ICMP ......................................................... 253

10.4 Межсетевой протокол IP ....................................................... 255

10.5 Протоколы нижнего уровня ................................................... 261

10.6 Сетевые сервисы в TCP/IP .................................................... 262

10.7 Прогнозы по мотивам TCP/IP ................................................ 264

Глава 11 Реализация, тестирование и преобразование протоколов.................... 267

11.1 Тестирование протоколов сети доступа ................................ 267

11.2 Оборудование сети абонентского доступа ............................ 270

11.3 Конвертеры протоколов ....................................................... 276

Литература ....................................................................... 285

02 - Contents.p65 26.11.2001, 11:115

02 - Contents.p65 26.11.2001, 11:116

ПредисловиеЦелью данной книги является обзор телекоммуникационных про�

токолов современных сетей абонентского доступа и анализ архитек�туры и основных функций каждого из них.

Эта книга не является детальным пособием для инженеров и раз�работчиков, намеревающихся проектировать свою продукцию на ос�нове ее материалов, но она содержит описания, достаточные для при�нятия решения о необходимости разработки того или иного прото�кола, а при положительном решении – дает представление о функ�циональном назначении и структуре такой разработки. То есть, при�нимая во внимание известное правило, что тот, кто хочет что�то сде�лать, ищет способ, а кто не хочет – ищет причину, книга может по�мочь и тем, и другим.

Если читателю потребуется более подробная информация, он мо�жет воспользоваться публикациями, посвященными интересующейего конкретной теме и приведенными в списке литературы. Этимиисточниками активно пользовался и автор в процессе работы надэтой книгой, благодаря чему существенно повысил уровень собст�венного образования.

Структура второго тома монографии о телекоммуникационныхпротоколах практически совпадает с выдержавшей два издания(в 1997 и 1998 годах) книгой «Системы сигнализации в сетях связи»,М.: Радио и связь, во втором издании непосредственно обозначен�ной как том 1. Совпадение распространяется даже на количествоглав, их также 11.

В главе 1 рассматривается сигнализация по аналоговым абонент�ским линиям, в том числе и при подключении малых АТС к телефон�ной сети общего пользования, исчерпывая в этом томе описаниеаналоговых систем сигнализации. Вторая глава посвящена уже циф�ровым абонентским линиям, включая и технологии xDSL. В двух сле�дующих главах (3, 4) рассматривается протокол DSS�1 системы циф�ровой абонентской сигнализации сети ISDN. В главе 5 описываютсяпротоколы ведомственных (частных, корпоративных, учрежденче�ских) сетей связи (QSIG, DPNSS и др.). В современной сети абонент�ского доступа доминирующее значение приобрел интерфейс V5. Эта

03 - Preface.p65 26.11.2001, 11:127

8 Предисловие

тема рассматривается в главах 6�8. В главе 9 описан интерфейс X.25и связанная с ним процедура HDLC. В главе 10 рассматриваются про�токолы TCP/IP и ряд протоколов Интернет более высокого уровня.Глава 11 посвящена вопросам реализации, инструментальным сред�ствам тестирования и конвертации протоколов сигнализации, рас�смотренных в предыдущих главах.

К высказанным в первом томе благодарностям автор считает сво�им долгом отметить неоценимую помощь в редактировании книгиВ.А.Соколова и В.А.Фрейнкмана, позволившую взаимоувязать раз�нообразную, а иногда – просто противоречивую терминологию, ис�пользующуюся при описании разных протоколов, специфицируемыхразными группами специалистов разных организаций. Если читательпочувствует определенную комфортность при чтении представлен�ных в книге описаний различных телекоммуникационных протоколов,это, в значительной мере, заслуга упомянутых выше коллег. Всю от�ветственность за возможные неудобства и погрешности автор неготов разделить ни с кем, но будет благодарен всем читателям, ко�торые сообщат свои замечания, впечатления и пожелания по элек�тронной почте [email protected]

Предисловие ко второму изданиюПо сравнению с первым изданием доработаны посвященные ин�

терфейсам V5.1 и V5.2 главы 6, 7 и 8, основанием чему послужил на�копленный опыт отладки этих стыков при установке нового оборудо�вания доступа, в том числе и с помощью специально разработанныхконвертеров VSM протоколов DSS1/V5, и расширен материал гла�вы 9, что также связано с практическим использованием Х.25 для дис�танционного доступа к коммутационным узлам и станциям для под�держки СОРМ и централизованного техобслуживания, тестированиеСОРМ с помощью протокол�тестера ТОР�2 и реализацию X.25 с по�мощью конвертера XSM, переработан материал главы 11, связанныйс включением рассмотренного в предыдущем издании протокол�тес�тера сети доступа ANT�5 в универсальную платформу SNT�7531 (про�токолы ОКС7, интерфейсы V5, Н.323, DSS1 и др.), дополнен списоклитературы, исправлены замеченные опечатки.

03 - Preface.p65 26.11.2001, 11:128

Глава 1Аналоговые

абонентские линииL’amor che muove il sole e l’altre stelle, ит.

(Любовь, что движет солнце и светила)Данте «Божественная комедия», Рай, ХХХIII

1.1 Немного истории

Передатчиком и приемником в первом «телеграфном устройст ве для передачи человеческой речи», на который Александр ГрэхемБелл получил патент с приоритетом от 14 февраля 1876 г., были элек тромагнитные приборы, явившиеся прототипом современного те лефона.

Это было второе великое открытие, составившее одну из основсегодняшнего информационного общества и сделанное спустя420 лет после первого – изобретения Иоганном Гутенбергом печат ного станка с подвижными металлическими литерами, на которомбыла напечатана в 1456 г. знаменитая Библия Гутенберга.

Как это иногда случается с великими открытиями, изобрели теле фон независимо друг от друга и почти одновременно два исследо вателя: Александр Белл в Бостоне и Элайша Грей в Чикаго. И, как этобывает не менее часто, на принцип телефона, согласно одной из ис торических версий, Белл наткнулся случайно во время эксперимен та с гармоническим телеграфом.

Это произошло 2 июня 1875 г., когда Томас Ватсон, друг и асси стент Белла, не заметив, что один конец стальной пластины телеграф ного передатчика оказался плотно зажат контактным винтом преры вателя, создавшим тем самым постоянный электрический контакт,попытался вручную заставить ее колебаться. При этом генерировался

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:129

10 Глава 1

электрический ток за счет вибрации намагниченной стальной пла стины над полюсом магнита, что, в свою очередь, было зафиксиро вано находившимся в другой комнате приемником, который настраи вал Белл. Прижав к уху пластину и зафиксировав свободный ее ко нец, что фактически превратило этот элемент гармонического теле графа в аналог мембраны современного телефонного аппарата, Беллуслышал звук и осознал значение случившегося. После 9 месяцевупорного труда Белл и Ватсон провели первый сеанс телефоннойсвязи. Первое в истории человечества телефонное сообщение, про изнесенное Беллом, звучало довольно прозаично: «Мистер Ватсон,идите сюда, вы мне нужны» и было передано на расстояние 12 м.Впрочем, этому эпохальному событию предшествовали годы упор ного труда.

Довольно интересен важный стимул этих исследований [17], под тверждающий великий тезис о том, что любовь правит миром, вы бранный в качестве эпиграфа к данной главе. Александр Грэхем Белл,родившийся в 1847 г. в Эдинбурге (Шотландия) и окончивший Лон донский и Эдинбургский университеты, в 1870 г. переехал с семьейсначала в Брантфорд, провинция Онтарио (Канада), а затем в Бос тон, США. Оказавшись в Бостоне, Александр Белл влюбился в де вушку по имени Мейбл Хаббард. Мейбл страдала глухотой после пе ренесенной в детстве скарлатины, и это повлияло на направлениедальнейших занятий и исследований Белла. В 1872 г. он открываетв Бостоне учебное заведение для подготовки учителей школ для глу хих, а в 1873 г. становится профессором физиологии органов речиБостонского университета, одновременно занимаясь исследования ми в области создания искусственных гласных звуков и передачи ихпо телеграфным проводам. Кстати говоря, заявку на изобретениетелефона подал от имени Белла юрист Гардинер Хаббард, отецМейбл.

Другой тезис, состоящий в том, что миром правит справедли вость, а не «произвол, оставляющий справедливости место толькона сцене», как утверждал Фридрих Шиллер, иллюстрирует историяЭлайши Грея.

Опоздав на считанные часы с подачей заявки на изобретение те лефона, Элайша Грей успел вовремя сделать другое важное дело.За 7 лет до появления патента на телефон Грей совместно с ИносомБартоном организовал небольшую фирму в Кливленде. Три года спус тя, в 1872 г. в Чикаго эта фирма была переименована в Western Elec tric Manufacturing Company и вскоре стала крупнейшей электриче ской компанией США. После появления патента на телефон практи ческая ценность изобретения была отнюдь не столь очевидной, каксегодня. Согласно исторической версии, одно время Белл безуспеш но предлагал патент компании Western Electric за 100 тысяч долла ров. Впрочем, через несколько лет Western Electric уже сама предла

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1210

Аналоговые абонентские линии 11

гала за патент 25 миллионов долларов, а в 1879 г. организовала до чернюю компанию American Speaking Telephone Company, ставшуюглавным конкурентом Белла. Конкуренция в телефонной промышлен ности уже тогда была чрезвычайно жесткой, и в начале всеобщей те лефонизации American Speaking Telephone Co. получила преимуще ство благодаря другому изобретению: Томас Эдисон изобрел мик рофон, который был гораздо более эффективным, чем у Белла.

В свою очередь, Белл совместно с Хаббардом и Ватсоном орга низовали собственную фирму New England Telephone Company, а за тем Bell Telephone Co. Любопытно, что Александр Белл был назначенглавным электротехником компании, тогда как его помощник Ватсонбыл назначен управляющим и бухгалтером. При этом Хаббард и Ват сон получили 1497 акций в компании, в то время как сам Белл полу чил только 10 акций. В 1879 г. Белл покинул правление своей компа нии в результате разногласий, и президентом стал Вильям Х. Фор бес. Bell Telephone Company продолжала двигаться вперед без сво его основателя. В 1922 г. Александр Грэхем Белл умер от диабета неочень богатым, но сознающим значение сделанного им самого важ ного в истории телефонии открытия. Его ассистент Ватсон ушел изBell Telephony вскоре после смерти Белла и избрал для себя карьеруактера; умер он в 1934 г.

Но еще задолго до этого, в 1878 г., Bell Telephone Co. возбудиласудебный иск против Western Electric о нарушении патентных прав.В конце 1879 г. между этими компаниями было достигнуто согласие,в результате которого началось успешное развитие Bell Telephone Co.,впоследствии – знаменитой Bell System. В 1881 г. Bell Telephone Com pany полностью приобрела Western Electric, которая продолжала ос таваться эксклюзивным производителем телефонного оборудованияв течение 100 лет, пока сама Bell System не распалась.

Это происходило следующим образом. В 1910 г. Bell Telephone Со.приобрела и основавшую Western Electric главную компанию WesternUnion, закончив тем самым конкурентную битву, а вместе с WesternUnion – все ее патенты, изобретения и телефонную сеть, обслужи вавшую 56 000 абонентов, после чего скупила множество маленькихтелефонных компаний, тем самым увеличив количество своих кли ентов. Впоследствии департамент юстиции США возбудил иск про тив Bell System, обвинив ее в нарушении антимонопольного законо дательства. Его результатом стало Кинбургское соглашение, в соот ветствии с которым Bell System вернула Western Union полномочия,связанные с телеграфным бизнесом, а также позволила независи мым телефонным компаниям подключиться к сети Bell, которая ох ватывала всю страну. В 1974 г. департамент юстиции снова предъя вил иск AT&T и Bell System, обвинив их в монополизации телефоннойиндустрии. Результатом длительного судебного процесса явилсяраспад Bell System в 1984 г. на AT&T, Bell Labs и Western Electric и 7

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1211

12 Глава 1

самостоятельных региональных эксплуатационных компаний: Paci fic Telesis, NYNEX, Ameritech, Southwestern Bell, US West, Bell Atlanticи Bellsouth Telecommunications. В 1995 г. уже AT&T разделилась на триновые компании в трех различных сферах индустрии: сотовой связи,междугородной связи и компьютерной промышленности.

Сама компания AT&T (American Telephone & Telegraph Co.) быласоздана в 1900 г., а в 1907 году Теодор Вейл объединил AT&T и под разделение разработчиков Western Union в единую организацию,которая в 1925 г. превратилась во всемирно известные Bell TelephoneLaboratories. Этот крупнейший научный центр дал миру транзистор,цифровую АТС, аппаратуру ИКМ, узлы коммутации с программнымуправлением, лазер, пакетную коммутацию, сотовую связь, опера ционную систему UNIX и многие другие изобретения и открытия, а поколичеству сотрудников – Нобелевских лауреатов уступил толькоКембриджу.

Возвращаясь к телефону, вспомним, что в 1878 г. американец Да вид Юз изобрел микрофон с угольными палочками, который, к сожа лению, был недостаточно чувствительным и давал большие искаже ния звуков. В том же году Томас Эдисон применил в телефонной схе ме индукционную катушку, Ватсон запатентовал применяющийсяи поныне в телефонных аппаратах электромеханический звонок,а российский электротехник П.М. Голубицкий впервые применил в те лефонных аппаратах конденсатор. Богатый телефонными события ми 1878 г. упоминался и в первом томе данной книги: в этом году былапостроена первая коммерческая телефонная станция в Нью Хеве не, штат Коннектикут.

Упоминая о российских разработках принципов действия и кон струкций телефонных аппаратов, нельзя не отметить, что первыйв мире микрофон с угольным порошком изобрел в 1879 г. инженерМ. Махальский. В 1881 г. В. Якоби создал первый российский теле фонный аппарат оригинальной конструкции, а в 1882 г. М. Дешевовприменил в телефонном аппарате трансформатор, что позволилореализовать принцип местной батареи (МБ).

1.2 Типы источников абонентской нагрузки

Практически с тех самых времен, о которых шла речь в предыду щем параграфе, и до настоящего времени наиболее массовым те лефонным интерфейсом является двухпроводная аналоговая або нентская линия с дистанционным питанием и шлейфным способомпередачи сигналов, схематически представленная на рис. 1.1.

Абонентские комплекты (SLIC) аналоговых абонентских линий со временных цифровых АТС выполняют функции электропитания (Bat tery), защиты от перенапряжения (Overload protection), посылки вы

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1212


зова (Ringing), контроля состояния шлейфа (Supervision), кодирова ния (Coding), дифференциальной системы (Hybrid) и испытаний (Test).Первые буквы английских названий этих семи функций, реализуемыхв большинстве коммутационных станций, составляют аббревиатуруBORSCHT, созвучную хорошо известному русскому слову (табл. 1.1).

Дистанционное питание (В) абонентских линий постоянным то ком, чаще называемое батарейным, обеспечивается с помощью ис точника напряжения или источника тока, находящегося на АТС. В рос сийских телефонных сетях питание абонентских линий осуществля лось постоянным напряжением 60 В. В большинстве стран мирастандартизировано напряжение 48 В, что, кстати, имело местои в телефонных сетях СССР до конца сороковых годов. В начале ин тенсивного внедрения импортного коммутационного оборудованияк этой частной технической проблеме добавлялись политические мо тивы. Тем не менее, сейчас по решению Министерства связи Россиидопускается использование и номинала напряжения 48 В.

Впрочем, практически все современные АТС используют для або нентских комплектов технику ограничения тока в линии величинойот 45 до 75 мА в случае короткого замыкания или низкоомной нагруз ки линии. Повышение сопротивления линии приводит к уменьшениютока в линии, но соотношение между сопротивлением линии и токомв ней является нелинейным. При использовании абонентских системпередачи ток в линии обычно не превышает 20 25 мА, что обуслов лено расстоянием между абонентским устройством аппаратуры сис темы передачи и телефонным аппаратом абонента. В отличие от на пряжения питания разомкнутого шлейфа на АТС, равного 48 В( 60 В), в абонентских системах передачи напряжение на разомкну том шлейфе обычно составляет 10 14 В.

Защита от перенапряжения (O) ограничивает или изолирует по сторонние напряжения, возникающие в абонентской линии, от обо рудования АТС (или от оборудования абонентского терминала) и не обходима в каждом абонентском комплекте. Посторонние напря жения могут быть вызваны разрядом молнии («прямым попадани ем» или вблизи линии), касанием силовых проводов, наводками от

Батарейное питание Battery (B)

Защита от перенапряжения Overload protection (O)

Посылка вызова Ringing (R)

Kонтроль состояния шлейфа Supervision (S)

Kодирование Coding (C)

Дифсистема Hybrid (H)

Тестирование Test (T)

Таблица 1.1 Функции BORSCHT

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1213

Ри

с.1

.1

Уп

ро

ще

нн

ая с

хем

а аб

он

ен

тско

го к

ом

пле

кта

По

сылк

авы

зова

Те

сти

ро

ва

ни

еБ

ата

ре

йн

ое

пи

тан

ие

Ко

нтр

ол

ь со

сто

яни

яш

лей

фа

+

АЦ

ПП

ер

ед

ача

Вы

бо

рка

иуд

ерж

ани

еЦ

АП

Уп

рав

лени

е

Пр

ием

Защ

ита

от

пе

рен

апр

яжен

ия

Т R

2

пр

ово

дны

йш

лей

ф

Вы

зывн

ой

ген

ер

ато

р

Ста

нц

ио

нная

бат

аре

я6

0 (

или

48

) В

Ши

на

тест

ир

ова

ни

я

Ши

ны И

КМ

и у

пр

авле

ния

По

лосо

вой

фи

льтр

Фи

льтр

ни

жни

хча

сто

т

SLI

C

Ко

Де

к

АЦ

П

ан

ало

го ц

иф

ро

вое

пр

ео

бр

азо

ван

ие

ЦА

П

ци

фр

о а

нал

ого

вое

пр

ео

бр

азо

ван

ие

Вы

бо

рка

иуд

ерж

ани

е

Ди

фси

с

тем

а

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1214


высоковольтной линии или другими источниками электромагнитныхнаводок. Здесь речь идет о вторичной защите (в отличие от уст ройств первичной защиты в кроссах АТС и в помещениях абонен та). Схемы абонентских комплектов цифровых АТС имеют средстваограничения импульсных токов: резисторные предохранители, ре зисторы с положительным температурным коэффициентом иликомбинации предохранителей и резисторов. Обычно защита от пе ренапряжения в схемах абонентских комплектов ограничивает на пряжение примерно до 70 100 В и обрабатывает импульсы токав несколько десятков ампер.

Функция посылки вызова (R) в абонентском комплекте заключа ется в подаче напряжения вызывного сигнала к проводам абонент ской линии через контакты реле или другой управляемый переклю чатель. В функцию посылки вызова также входит обнаружение отве та вызываемого абонента для немедленного прекращения посылкивызывного сигнала. Генератор вызывного напряжения обычно рас полагается вне абонентского комплекта. Каденции (длительностипосылок и пауз) вызывного сигнала могут задаваться или непосредст венно внутри абонентского комплекта, или извне.

В АТС российских сетей связи для посылки вызова используютсясигналы частотой (25±2) Гц и напряжением (95±5) В, рассчитаннымна включение до 3 параллельных телефонных аппаратов. Каденциявызывного сигнала для местного вызова предусматривает одну се кунду звучания и четырехсекундную паузу (рис. 1.2,а). Длительностьпервого звонка может составлять от 0.3 до 4.45 с, а время срабаты вания схемы отключения вызывного сигнала при ответе вызываемо го абонента не должно превышать 100 мс. Для междугородного вы зова при автоматической связи каденция вызывного сигнала пока зана на рис. 1.2,б, а при ручном обслуживании междугородного со единения длительность сигнала посылки вызова определяется про должительностью нажатия ключа на консоли оператора междугород ной станции (рис. 1.2,в).

Для сравнения можно отметить, что вызывной сигнал в США, Ка наде и большинстве стран Европы имеет частоту 20 Гц и состоит издвухсекундных посылок и четырехсекундных пауз (рис. 1.3). В Бра зилии и Мексике используются секундные посылки с такими же че тырехсекундными паузами.

В Великобритании, Австралии и других странах, которые следуютБританским телекоммуникационным стандартам, используется бо лее сложная структура сигнала вызова, предусматривающая посыл ку 0.4 с, паузу 0.2 с, опять посылку 0.4 с и паузу 2 с (рис.1.4).

Акустические сигналы контроля посылки вызова (КПВ) имеют теже каденции, что и сигналы посылки вызова.

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1215

16 Глава 1

Рис. 1.2 Сигналы посылки вызова,используемые в телефонных сетях СНГ

б) автоматический междугородный вызов

в) ручной междугородный вызов

а) местный вызов

1 с 4 с 1 с

1 с 2 с 1 с

Рис. 1.3 Стандартный сигнал посылки вызова, используемый в США

2 с 4 с 2 с

Рис. 1.4 Стандартный сигнал посылки вызова,используемый в Великобритании

0,4 с 2 с0,4 с0,2 с

1 с

0,4 с 0,4 с0,2 с

1 с

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1216


Функция кодирования (С) в абонентском комплекте реализуетсяс помощью кодека (КОдер ДЕКодер) и состоит в преобразованиианалоговых сигналов в цифровые (A/D) и цифровых сигналов в ана логовые (D/A). Эти функции уже рассматривались в главе 3 тома 1настоящей книги.

Функция дифсистемы (H) преобразует двухпроводную схему дву направленной передачи сигналов в четырехпроводную схему с раз дельными односторонними передающей и приемной цепями, обес печивает согласование импедансов и обычно содержит балансныйконтур дифсистемы и эхокомпенсатор. В современных АТС дифси стема реализуется с помощью технологии цифровой обработки сиг налов (DSP – Digital Signal Processing).

Функция тестирования (Т) обеспечивает доступ к линии и к або нентскому комплекту от внешней шины тестирования. Этот доступобычно реализуется через реле или электронные переключатели.

На противоположной от абонентского комплекта стороне двухпро водной аналоговой абонентской линии находится абонентский тер минал, создающий телефонную нагрузку сети связи. С точки зренияАТС абонентские линии вместе с терминалами являются источника ми телефонной нагрузки. В общем случае к типовой АТС возможноподключение следующих источников абонентской нагрузки:

• абонентских линий с телефонными аппаратами, оборудованны ми дисковыми или кнопочными номеронабирателями, которыеобеспечивают передачу импульсов набора номера размыканиемшлейфа абонентской линии, и приемником индукторного вызова;

• абонентских линий с телефонными аппаратами, оборудованны ми тастатурой (кнопочным номеронабирателем, который преду сматривает частотный способ передачи набора номера), а такжеприемником сигнала индукторного вызова и (необязательно) до полнительной кнопкой «R»;

• абонентских линий с терминалами передачи данных и факсимиль ной связи, предусматривающими создание и нарушение соеди нений согласно телефонному алгоритму;

• абонентских линий удаленных абонентов;

• абонентских линий, организуемых с использованием аппаратурысистем передачи, систем малоканальной радиотелефонной свя зи и малоканальной радиорелейной аппаратуры;

• абонентских линий телефонных концентраторов;

• абонентских линий оборудования пожарной, гражданской, ава рийной и др. сигнализации с использованием Z интерфейса;

• абонентских линий таксофонов местной связи с оплатой разго вора посредством монет или кредитными карточками, с диско

2. Б.С. Гольдштейн

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1217

18 Глава 1

вым или кнопочным номеронабирателем, без ограничения вре мени разговора, а также таксофонов местной телефонной связи,требующих со стороны АТС ограничения времени разговора с воз можностью его продления при внесении дополнительной платы;

• абонентских линий таксофонов междугородной исходящей свя зи, телефонов переговорных пунктов для ведения исходящихи входящих междугородных переговоров, а также таксофонов длясвязи с платными службами с оплатой монетами или кредитнымикарточками. Эти таксофоны могут быть как с автономным управ лением тарификацией (с помощью встроенного устройства), таки с централизованным управлением тарификацией от АТС с по мощью переполюсовки или импульсами на частоте 16 Кгц.

Как уже отмечалось в первом томе монографии, с точки зрениясистемы автоматического определения номера вызывающего або нента имеется 10 категорий абонентских линий (категорий АОН):

Категория 1. Телефон квартирный, учрежденческий с возможно стью выхода на автоматическую зоновую, междугородную и между народную сети.

Категория 2. Телефон гостиницы с возможностью выхода на ав томатическую зоновую, междугородную и международную сети.

Категория 3. Телефон квартирный, учрежденческий, гостиничныйс возможностью выхода к абонентам местной сети, но без права вы хода на автоматическую зоновую, междугородную и международнуюсети и к платным (справочно информационным, заказным и т.п.)службам.

Категория 4. Телефон учрежденческий с возможностью выхода наавтоматическую зоновую, междугородную и международную сетии к платным службам; обеспечивается приоритет при установлениисоединений во внутризоновой и междугородной сетях.

Категория 5. Телефон учрежденческий для учреждений Минсвязис возможностью выхода на автоматическую зоновую, междугород ную и международную сети и к платным службам; разговоры с теле фона не должны тарифицироваться, но должны учитываться.

Категория 6. Междугородный таксофон и телефон переговорно го пункта с возможностью выхода на автоматическую зоновую и ме ждугородную сети, а также универсальный таксофон с возможностьювыхода на междугородную и местную сети; разговоры ведутся заналичный расчет; таксофон для связи с платными службами.

Категория 7. Телефон квартирный, учрежденческий с возможно стью выхода на автоматическую зоновую, междугородную и между народную сети и к платным службам.

Категория 8. Телефон учрежденческий с подключением устрой ства передачи данных, факсимильных сообщений и сообщений элек

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1218


тронной почты и с возможностью выхода на автоматическую зоно вую, междугородную сети.

Категория 9. Местный таксофон.

Категория 10. Резерв.

1.3 Сигнализация по аналоговым абонентским линиям:Электрические параметры линий

Множество линейных и регистровых сигналов, рассмотренныхв первом томе монографии применительно к протоколам межстан ционной сигнализации, для случая двухпроводной аналоговой або нентской линии вырождается в очень простой набор сигналов:

• линейных – замыкание (вызов станции или ответ) и размыкание(отбой) абонентского шлейфа,

• управления (адресных) – декадный или частотный набор номера,

• информационных акустических – ответ станции, занятость, вызыв ной сигнал, контроль посылки вызова, предупреждение о непра вильно положенной трубке.

В исходном состоянии трубка находится на рычаге телефонногоаппарата абонента и шлейф абонентской линии разомкнут. Когдаабонент инициирует вызов, поднимая трубку, шлейф замыкаетсяи в линии возникает постоянный ток. АТС фиксирует замыкание шлей фа линии и подключает к ней соответствующее оборудование дляприема сигналов набора номера. Вызывающему абоненту посыла ется акустический сигнал ответа станции, предлагающий ему начатьнабор номера. При декадном наборе цифры номера передаютсяк АТС в виде серий шлейфных импульсов. Каждая цифра представ лена соответствующим количеством импульсов в серии. Например,цифра 1 представлена одним импульсом, цифра 2 – двумя импуль сами и т.д. Нормальная скорость передачи импульсов составляет 10импульсов в секунду.

Формат импульса различен в разных национальных сетях, частовстречается соотношение 60% пауза (т.е. замкнутый шлейф) и 40посылка (т.е. разомкнутый шлейф), а также соотношения 66,7 и 33,3,50 и 50%.

Когда абонент отвечает на входящий вызов, поднимая трубку ап парата, замыкается шлейф его линии, что обнаруживается входящейАТС. Сигнал ответа передается по сети в обратном направлении наисходящую АТС средствами межстанционной сигнализации.

Отбой абонента (как вызывающего, так и вызываемого) сигнали зируется размыканием шлейфа линии.

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1219

20 Глава 1

Значения сигналов в типовой системе абонентской сигнализацииданы в таблице 1.2.

Принцип шлейфной сигнализации легко реализуем и дешев, нонабор сигналов, которые он позволяет передать, крайне ограничен.Применение шлейфной сигнализации ограничено также характери стиками цепи, по которой происходит передача, что обусловленовлиянием емкости линии на передачу импульсов и пауз. Емкость ли нии искажает форму импульса, причем искажение увеличиваетсяс возрастанием длины линии. Приемники импульсов могут допус тить только ограниченную степень искажения без ущерба для на дежного распознавания импульсов. Таким образом, емкость линииограничивает расстояние, на котором может быть использованашлейфная сигнализация. Более подробно (на уровне межстанци онной линейной сигнализации) этот вопрос рассмотрен в первомтоме монографии.

Акустические (тональные) сигналы применялись уже на самыхранних этапах телефонии. Сигналы выбирались в диапазоне частот400 600 Гц и представляли собой или непрерывные посылки, илиповторяющиеся циклы «посылка–пауза» с определенной каденцией.Эти частоты и каденции устанавливались администрациями связиразных стран еще до определения международных стандартов.

Набор акустических сигналов, передаваемых по абонентским ли ниям местных телефонных сетей Российской Федерации, приведенв таблице 1.3.

В большинстве Европейских стран и в США каждый из тональныхсигналов содержит две и более фиксированные частоты. Сигнал «От вет станции», как и в России, непрерывен (в отличие от большинствадругих информационных акустических сигналов), но состоит из двух

Сигнал Состояние линии

Вызов станции Замыкание шлейфа

Набираемые цифры Шлейфные импульсы

Ответ вызываемого абонента Замыкание шлейфа

Отбой абонента Размыкание шлейфа

Таблица 1.2 Примеры сигналовпри шлейфном способе сигнализации

Сигнал Частота, Гц Период, с

Ответ станции (dial tone) 425±3 Непрерывно

Занятость (busy tone) 425±3 Посылка 0.3 0.4Пауза 0.3 0.4

Kонтроль посылки вызова KПВ(ringback tone)

425±3 Посылка 1±0.1Пауза 4±0.4

Таблица 1.3 Информационные акустические сигналы

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1220


тональных частот – 350 и 440 Гц. Имеется также специальный аку стический сигнал, содержащий четыре негармонические частоты –1400, 2060, 2450, 2600 Гц и подаваемый для большей отчетливостиимпульсами по 0.1 с и такими же паузами, который предназначен дляуведомления абонента о плохо положенной трубке.

Характеристики стандартных информационных акустических сиг налов, используемых в местных телефонных сетях США, приведеныв таблице 1.4.

Информационный акустический сигнал «Занято» передается об служивающей вызываемого абонента АТС. Как видно из табл. 1.4,каденция этого сигнала в Северной Америке предусматривает по сылки и паузы по 0.5 с., а в Южной Америке эти же посылки и паузыимеют длительность по 0.25 с.

Информационный акустический сигнал «Перегрузка» передаетсяАТС, когда вызов не может быть обслужен из за отсутствия доступ ной исходящей соединительной линии в сети. Каденция этого сигна ла в США и Канаде указана в табл. 1.4, а в телефонных сетях Бельгиии Норвегии используются посылки и паузы длительностью по 0.5 с.В ряде стран (Австралия, Бразилия, Италия, Россия и т.д.) перегруз ка указывается обычным сигналом «Занято».

Еще один вариант информационного акустического сигнала за нятости – «Недоступность номера». Первоначально этот сигнал ис пользовался в Великобритании и странах, следующих британскимтелекоммуникационным стандартам. В Великобритании этот сигналявляется непрерывным, а в Aвстралии и Южной Aфрике используют ся посылка 2.5 с и пауза 0.5 с.

Во многих европейских странах для указания того, что набранныйномер не является действующим, используется специальный инфор мационный акустический сигнал SIT (special information tone) – по

Сигнал Частота, Гц Период, с

Ответ станции (dial tone) 350 и 440 Непрерывно

"Занято" (busy station)по причине абонента

480 и 620 Посылка 0.5, пауза 0.5

"Перегрузка" (network congestion) занятость из за перегрузки сети 480 и 620 Посылка 0.25, пауза 0.25

Kонтроль посылки вызова KПВ(ring return tone) 440 и 480 Посылка 2, Пауза 4

Сигнал предупреждения о записи(recording warning) 1400 Посылка 0.5, Пауза 15

Сигнал уведомления о новом вызове(call waiting)

440 Посылка 0.3, Пауза 9.7

Сигнал о плохо положенной трубке(off hook alert)

1400, 2060, 2450и 2600

Посылка 0.1, Пауза 0.1

Таблица 1.4 Тональные сигналы в сети США

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1221

22 Глава 1

следовательность трех частот 900 Гц, 1400 Гц, 1800 Гц, передавае мых поочередно по 0.33 с и с паузой 1 с.

Электрические параметры абонентских линий для вновь устанав ливаемых городских АТС ограничиваются в России следующими ве личинами: остаточное затухание на частоте 1020 Гц не более 4.5 дБдля кабеля с диаметром жил 0.5 мм и не более 3.5 дБ для кабеляс диаметром жил 0.32 мм; сопротивление шлейфа до 1600 Ом; ра бочая емкость линии не более 0.5 мкФ; сопротивление изоляции ме жду проводами или между каждым проводом и землей не менее20 кОм (рис. 1.2).

Сопротивление шлейфа абонентской линии от аппарата абонен та до используемых в настоящее время АТС ограничивается предель ными значениями, приведенными в табл. 1.5.

Нормы затухания абонентской линии на частоте 800 Гц между або нентом и районной АТС составляют не более 4.3 дБ, а между двумянаиболее удаленными абонентами – не более 28.7 дБ.

1.4 Сигнализация по двухпроводным аналоговымабонентским линиям: Параметры сигналов

Как следует из материала предыдущего параграфа, в системесигнализации по аналоговым абонентским линиям информацияо статусе телефонного аппарата передается при помощи замыкания(трубка снята) и размыкания (трубка положена) шлейфа абонентскойлинии. Номер вызываемого абонента передается декадными импуль сами или частотным способом.

Тип АТС Сопротивление, Ом

АТС машинной системы До 2000

Декадно шаговые АТС 47, АТС 54А До 1000

Декадно шаговые АТС 54 До 1500

Kоординатные АТСK, АТСKУ, Пентаконта До 1000

При включении через комплект релеудаленных абонентов (РУА) До 3000

Цифровые АТС До 1800

Таблица 1.5 Сопротивление шлейфа АТС различных типов

Рис. 1.5 Распределение затухания тракта телефонной передачи

Аб. РАТС

4.35

АЛ

1.3

Аб.РАТС

4.35

АЛ

1.317.4

СЛ

28.7дБ

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1222


Рекомендуемые значения выдержек времени для распознаваниясигналов абонентской сигнализации в цифровых АТС приведеныв таблице 1.6. Данные таблицы 1.6 являются обобщением реальныхпроектных решений. Если строго следовать численным данным изГОСТа 7153 85, где указан допуск на период Т, равный 100±5 мс, и им пульсный коэффициент 1.3–1.9, то импульс должен распознаватьсяв диапазоне от 53.7 мс до 68.8 мс, а пауза – от 32.8 до 45.6 мс.

Разрыв абонентского шлейфа во время разговора или набора но мера более чем на 150 мс может восприниматься станцией как от бой абонента. Кратковременный же разрыв шлейфа в пределах(80±40) мс в процессе разговора или после набора номера на фонесигнала занятости воспринимается как сигнал повторного вызоварегистра (нажатие кнопки «R» или набор цифры «1» на дисковом но меронабирателе).

Характеристики приема на АТС при ручном дисковом декадномнаборе определяются необходимостью обеспечить уверенный при ем информации при колебании скорости возвратного движения но

Абонент А (вызывающий) снимает трубку (замыкает шлейф)

Не должен распознаваться < 50 мс

Может распознаваться 50 200 мс

Должен распознаваться > 200 мс

Абонент Б (вызываемый) снимает трубку (замыкает шлейф)

Не должен распознаваться < 10 мс


Должен распознаваться > 50 мс

Импульс набора номера

Не должен распознаваться < 10 мсПримечание:номинальныйдиапазон16 96 мс


Должен распознаваться 20 100 мс


Не должен распознаваться > 150 мс

Пауза набора номера

Не должна распознаваться < 10 мсПримечание:номинальныйдиапазон24 112 мс


Должна распознаваться 20 120 мс


Не должна распознаваться > 150 мс

Межцифровой интервал набора номера

Не должен распознаваться < 150 мс Примечание:номинальноезначение650 мс


Должен распознаваться 250 20000 мс

Не должен распознаваться > 20000 мс

Таблица 1.6 Рекомендуемые значения выдержек временипри сканировании сигналов по абонентским линиям

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1223

24 Глава 1

меронабирателя от 7 до 13 имп/с и импульсном коэффициенте (от ношении времени размыкания ко времени замыкания) в пределах1.3 1.9. Контрольное время ожидания набора первой и каждой сле дующей цифры номера обычно выбирается в пределах 20 40 с.

Последовательность сигналов, передаваемых по абонентскимлиниям для различных абонентских установок при декадном наборе,приведена на рис. 1.6 и 1.7.

На всех стадиях разговора (за исключением платного разговорас местного таксофона, требующего переполюсовки) обеспечивает ся следующая полярность проводов абонентской линии: минус напроводе «а» и плюс на проводе «б». При работе с местными таксофо нами полярность линейных проводов (за исключением выхода набесплатные спецслужбы 01, 02, 03) соответствует рис.1.7.

При взаимодействии АТС с таксофонами местной сети могут обес печиваться следующие дополнительные функции:

• переполюсовка напряжения на линейных проводах при ответевызываемого абонента для всех типов таксофонов местной теле фонной сети;

• предупредительный сигнал за (30±2) с до окончания оплаченногопериода для таксофонов местной телефонной сети при ограни чении времени разговора от АТС. Параметры этого предупреди тельного сигнала: частота (1400±20) Гц, длительность посылки

Рис. 1.6 Сигнализация по абонентским линиям

Декадный набор номера

Шлейф замкнут

Ответ станции

Импульс

Пауза

Межцифровой интервал

Разговор

Сигнал "Занято"

Шлейф разомкнут

Декадныйнабор номера

КПВ

Импульс

Пауза


ТА с декаднымнабором РАТС

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1224


(1.0±0.1) с, длительность паузы (1.0±0.1) с, количество посылок2–3, уровень на выходе АТС от –4 до 0 дБ;

• кратковременное восстановление исходной полярности напряже ния на линейных проводах длительностью (300±50) мс по оконча нии оплаченного периода и повторная переполюсовка для обес печения доплаты (для телефонов местной связи с возможностьюпродления времени разговора и ограничения разговора по сиг налам от АТС).

По мере внедрения современных цифровых АТС в телефонных се тях Российской Федерации постепенно распространяется многочас тотный способ передачи сигналов набора номера, обозначаемыйанглийской аббревиатурой DTMF (Dual Tone Multiple Frequеncy). Ино

Рис. 1.7 Сигнализация по абонентским линиям.Местный таксофон. Декадный набор номера. Переполюсовка


Исходн. полярн. отв. станции

Пауза


Исходная полярность


. . .

КПВ

Сигнал уведомления

Переполюсовка

Восстановление


Сигнал уведомления

. . .

2.5 мин

0.5 мин

0.3 с

. . .

Импульс

Пауза


3.0 мин


Местныйтаксофон РАТС


Импульс

Декадныйнабор номера

Ответ вызываемогоабонента

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1225

26 Глава 1

гда для наименования этой системы передачи сигналов набора ис пользуется другой англоязычный термин – Touch Tone. Такой способбыл разработан в 1960 г., но реальное его распространение началосьс 80 х годов.

При этом способе передачи сигналов управления каждый много частотный сигнал цифры номера состоит из двух тональных сигна лов в соответствии с рекомендацией Q.23 ITU T «Технические осо бенности телефонных аппаратов с тастатурным набором номера».Согласно этой рекомендации частоты в так называемой нижней час тотной группе равны 697, 770, 852, и 941 Гц, а частоты в так называе мой верхней частотной группе равны 1209, 1336, 1477, 1633 Гц.

Рис. 1.8 Сигнализация по абонентским линиям(междугородный таксофон)


Исходн. полярн., отв. станции

Импульс

Пауза


Шлейф разомкнут 2)

. . .

ОтветПереполюсовка


Восстановление. . .

0.3 с

Второй ответ станции

Импульс

Пауза


Восстановление1)

. . .

Импульс

Пауза

Межцифровой интервал "8". . .

Импульс

Пауза



Междуго родный

таксофонРАТС


Декадныйнабор цифры "8"

Декадныйнабор номераостальных цифр

Оплачиваемыйпериод

0.3 с

Примечания:1) Длительность оплачиваемого периода зависит от зоны

и может быть 3 мин; 1 мин; 36с; 30с; 26с; 22с; 20с; 18с; 16с; 15с.2) Отбой может быть выполнен как по сигналу ШЛЕЙФ

РАЗОМКНУТ, так и автоматически самим таксофоном,когда монета отсутствует в течение (2–6) с после импульсасмены полярности.

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1226


Частоты DTMF подобраны негармонически. Это означает, что час тоты не имеют отличного от 1 целого общего делителя. Например,частоты 1200 и 1600 Гц – гармоники частоты 400 Гц (3∗ 400=1200и 4∗ 400=1600), а частоты 697 и 770 Гц – негармонические. Каждыйсигнал содержит две частоты: одна выбирается из нижней, а вторая –из верхней группы частот.

Соответствие между передаваемой информацией и частотамиприведено на рис. 1.9.

Уровень передачи в двухчастотной посылке, измеренный на на грузке 600 Ом, составляет: для нижней группы частот – минус6 дБмО±2 дБ, для верхней группы частот – минус 3 дБмО±2 дБ. Уро вень частоты верхней группы частот в суммарном сигнале на 2±1 дБпревышает уровень частоты нижней группы. Суммарный уровень всехчастотных составляющих высшего порядка, по крайней мере, на20 дБ ниже уровня частоты нижней группы.

Условия, при которых должен осуществляться нормальный при ем сигналов, следующие: наличие в сигнале двух частот, одна из ко торых выбрана из нижней группы, а другая – из верхней; частоты неотличаются от своих номинальных значений более чем на 1.8%; уро вень каждой из двух частот лежит в пределах от минус 7 до минус30 дБмО; разность уровней двух частот не превышает 3 дБ; длитель ность частотного сигнала не менее 40 мс. Сигнал же длительностьюменее 20 мс не должен фиксироваться, даже если он отвечает всемостальным требованиям, а два сигнала принимаются как отдельные,если длительность паузы между ними равна 40 мс или более.

Абонентская сигнализация при частотном способе набора дляразличных абонентских устройств приведена на рис. 1.10–1.12.

Рис. 1.9 Частотный способ набора номера

PRS7

TUV8

WXY9

GHI4

JKL5

1DEF3

MNO6

ABC2

#OPER

0*

Гц ГцГц

Гц

Гц

Гц

Гц

697

770

852

941

13361209 1477

Группа верхних частот

Группанижнихчастот

A

C

B

D

Гц1633

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1227

28 Глава 1

Рис. 1.10 Сигнализация по абонентским линиям.Частотный набор номера



Сигнал "Занято"


КПВ

Частотный набор номера

Частотныйнабор номера

ТАс частотным

наборомРАТС

Разговор

Цифра 1

Цифра 2

Цифра N

Рис. 1.11 Сигнализация по абонентским линиям(частотный набор номера, местный таксофон)





КПВ




. . .

3.0 мин

0.3 с



Местныйтаксофон РАТС


Частотныйнабор номера

Ответ вызываемогоабонента

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1228


1.5 Включение малых АТС по абонентским линиям:Исходящий вызов

Термин «абонент», применявшийся в предыдущих параграфахданной главы несколько упрощенно, может иметь значительно бо лее сложный смысл. Наряду с наиболее часто встречающимся слу чаем – люди на обоих концах, желающие переговорить друг с дру гом, в роли оконечных абонентских устройств могут выступать аппа раты факсимильной связи, телефонные автоответчики, персональ ные компьютеры со встроенными модемами, а также малые офис ные АТС. Все эти устройства идентичны с точки зрения логики сигна лизации по двухпроводным аналоговым абонентским линиям, но раз личаются характером и параметрами создаваемых ими потоков на грузки, в том числе – длительностями занятия.

Рис. 1.12 Сигнализация по абонентским линиям(частотный набор номера, междугородный таксофон)





. . .

ОтветПереполюсовка



. . .

0.3 с

Второй ответ станции


. . .



Междуго родный

таксофон


Частотныйнабор цифры "8"

Частотныйнабор остальныхцифр номера

Оплачиваемыйпериод

0.3 с

РАТС

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1229

30 Глава 1

Последнее обстоятельство обуславливает рассматриваемыев этом и следующем параграфах специфические принципы включе ния таких устройств в районные АТС различных классов. В следую щих главах этого тома рассмотрены более эффективные протоколысигнализации для перспективной архитектуры сети абонентскогодоступа, предусматривающей, в частности, интеграцию трех видовабонентской нагрузки (речь, данные, видеоинформация) и трех ви дов передающей среды (медный кабель, оптоволокно и радиоканал).В этой главе рассмотрение ограничено только включением в РАТСмалых АТС по аналоговым абонентским линиям.

Учрежденческие АТС (УАТС) представляют собой коммутационныестанции различных типов и емкостей, предназначенные для органи зации внутрипроизводственной телефонной связи между абонента ми предприятия или учреждения по сокращенной нумерации, а так же для предоставления некоторым из этих абонентов (или всем або нентам) выхода на телефонную сеть общего пользования с наборомспециального индекса выхода, как правило – цифры 9.

По характеру их включения в телефонную сеть общего пользова ния (ТфОП) можно выделить следующие три группы УАТС:

а) УАТС большой емкости (свыше 6000 портов), включаемыев ТфОП на правах районной АТС городской телефонной сети;

б) УАТС средней емкости (от 100 до 6000 портов), включаемыев ближайшие районные АТС городской телефонной сети по межстан ционным соединительным линиям на правах подстанций или вынос ных коммутационных модулей и самостоятельно поддерживающиефункцию автоматического определения номера вызывающего або нента (АОН);

в) УАТС малой емкости (до 128 портов), включаемые в ближай шую районную АТС городской телефонной сети по двухпроводныманалоговым абонентским линиям этой РАТС.

Протоколы сигнализации для УАТС первых двух групп описаныв первом томе и главах 3–5 настоящего тома монографии. Что каса ется протоколов для последней группы УАТС, имеющей наивысшиепоказатели темпов внедрения в российских телефонных сетях, то онии составляют предмет рассмотрения этого и следующего парагра фов. Быстрое распространение малых АТС с включением по анало говым абонентским линиям связано с возрастанием платы за поль зование абонентской линией сети общего пользования, развитиеммалого бизнеса в России, появлением широкого ассортимента сер тифицированных малых АТС и т.п.

Пример включения малой АТС в районную АТС декадно шаговойсистемы приведен на рис. 1.13, а в районную АТС координатной сис темы – на рис. 1.14.

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1230


Наиболее существенным ограничением для включения малой АТСпо абонентским линиям, налагаемым нормативными документамиМинистерства связи России, является ограничение нагрузки на або нентскую линию между малой АТС и районной АТС величиной 0.15 Эрлпри включении в координатную АТС и 0.155 Эрл при включении в де кадно шаговую АТС. Практическая реализация этого ограниченияобеспечивается выбором правильного соотношения числа внутрен них абонентов с правом выхода на сеть общего пользования и внеш них абонентских линий к районной АТС. Еще одним таким средствомможет служить специальное программное обеспечение для ограни чения исходящей нагрузки, но его востребованность заказчикамивесьма сомнительна. Так как функция ограничения нагрузки с тру дом поддается контролю, то в ряде нормативных документов простоограничивается максимальная емкость малых АТС величиной 128портов.

Эффективным практическим решением проблемы, наряду с ог раничением емкости и/или внешней нагрузки малых АТС, может бытьих включение в районную АТС по тем же правилам, что и линий улич

Малая АТС

ПИ

I ГИ123 123

II ГИ0

ЛИ 09 321 III ГИ

ПИ ступень предварительного искания,ГИ ступень группового искания,ЛИ ступень линейного искания

Рис. 1.13 Включение малой АТС в декадно шаговую АТС типа АТС 54

Малая АТС AK 1

A

100

60

B

20

20

Рис. 1.14 Включение малой АТС в координатную АТС типа АТСК

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1231

32 Глава 1

ных таксофонов (рис. 1.15). Для первого из представленных на ри сунке двух вариантов такого включения (при нагрузке до 0.33 Эрл налинию) разрешается использование 9 линий в каждом 100 номер ном абонентском модуле. Номера этих линий 11, 22, 33, 44, 55, 66,77, 88 и 00 (номер 99 обычно используется для тестового оборудо вания).

Резюмируя вышесказанное, нельзя не высказать предположениео том, что при введении повременной оплаты местных разговоровэта проблема практически исчезнет, более того, возникнет противо положная задача – увеличения, а не ограничения удельной нагрузкиабонентских линий. А применяющиеся до той поры административ ные ограничительные меры, по мнению автора, следует использо вать весьма умеренно, помня диалог из известной пьесы ЕвгенияШварца: «Меня так учили. – Всех учили. Но зачем ты оказался пер вым учеником, скотина этакая?».

Ниже представлены SDL спецификации сигнализации при вклю чении малых АТС по аналоговым абонентским линиям. Применитель но к исходящей связи упрощенная схема включения малых АТС пред ставлена на рис. 1.16.

Приняты следующие значения для таймеров:

T1=50 мс – длительность импульса и длительность паузы (декад ный код); T2=650 мс – длительность межцифрового интервала (де кадный код); T3=500 мс – выдержка времени при освобождении пе ред новым занятием.

Рис. 1.15 Включение малых АТС на правах таксофонов

АРБ

A

B

ПП

>

a)

I ГИ

б)

y<0.33 Эрл

y>0.33 Эрл

Малая АТС

Малая АТС

ИШКТ

ИШК

АРБПП переполюсовкаАК абонентский комплектИШК исходящий шнуровой комплектГИ ступень группового искания

AK

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1232


Строго говоря, вместо таймера Т1=50 мс следовало бы исполь зовать два таймера: Т1.1=40 мс для импульса и Т1.2=60 мс для пау зы, но для упрощения SDL диаграммы на рис. 1.18 принято усред ненное значение.

Для работы с SDL диаграммой (рис. 1.17–1.18) желательно изу чение главы 2 первого тома, в которой излагаются основы языка SDL.Для тех читателей, которые по каким либо причинам не хотят или немогут сделать это, ниже приводится достаточно подробное описа ние весьма простого и очевидного процесса SUBLOC обработки ис ходящего вызова к районной АТС, который может быть использовани в качестве учебного примера SDL.

Рис. 1.16 Включение малой АТС в РАТС: Исходящий вызов

АК АК

АОН

Малая АТС

ЛК

РАТС

Абонент A

местная АТС

АМТС

узел спецслужб

ГТС

0

8

АК абонентский комплектЛК линейный комплектАОН автоматическое определение номера

Рис. 1.17 Диаграмма взаимодействия процессаSUBLOC для исходящего вызова

Сигналы :

Команды от ПО малой АТССигналы к РАТС

*/ Абонентская сигнализация по двухпроводным абонент

ответствии с главой 7 Руководящего документа ОГСТфС /*ским линиям. SDL спецификации. Исходящий вызов. В со

Вызов, Отбой А, Цифра, Отказ, КПВ,Ответ станции, Занято.

Вызов, Отбой А,Цифра

Замыкание шлейфа,

Сигналы от РАТС

Ответ станции,SUBLOC

Сообщения в ПО малой АТС

ОтказЗанято, КПВ

Размыкание шлейфаПроцессобработки

исходящеговызова

3. Б.С. Гольдштейн

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1233

34 Глава 1

Рис. 1.18 SDL–диаграмма процесса SUBLOC

*/При занятии линии районнаяАТС посылает сигнал "Ответ станции"не позже, чем через 2 спосле замыкания шлейфа /*

S1.0

ИСХОДНОЕ

Исходящийвызов

Поисксвободной

линии

найденалиния?

Отметкалинии

занятой

Замыканиешлейфа

нет да

S1.1

ПРЕДОТ ВЕТНОЕ

От/к ПОмалой АТС

К/от абонентской линиирайонной АТС

Отказ

S1.0

ИСХОДНОЕ

*/ После каждой цифрывозможно получение сигнала

Занято или сигнала КПВ

Отбой А

T 2=650 мс

Сброс T 2

АS1.1

ПРЕДОТВЕТНОЕ

S1.3

ПАУЗА

Сброс T1

А

Т 1=50 мс(Пауза)

Декрементсчетчика

счетчикимп.=0

T 1=50мс

Размыка ние

шлейфа

Т 2=650 мс

S1.4

Межцифровойинтервал

S1.2

ИМПУЛЬС

Цифра Отбой А


шлейфа

УстановитьT 3=500 мс

S1.5

ОСВОБОЖДЕ НИЕ

Т3=500 мс

Отметкалинии

свободной

S1.0

ИСХОДНОЕ

АУстановить

счетчик =цифра

Установить

Т 1=50 мc


шлейфа

S1.2

ИМПУЛЬС

Т 1=50 мс(импульс)

УстановитьТ 1=50 мс

(пауза)


Отбой А

Сброссчетчика

S1.3

ПАУЗАА


нетда


Отбой А

Cброс Т1

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1234


В исходном состоянии процесс обработки исходящего вызоваSUBLOC ожидает сообщения об исходящем вызове, т.е. о наличииабонента, набравшего индекс выхода на сеть общего пользования(«9», «0» или другую заранее определенную цифру).

После появления этого сообщения от программного обеспечения(ПО) обработки вызова малой АТС выполняется задача поиска сво бодной линии к районной АТС. Возможны два исхода поиска: найде на или не найдена. В последнем случае в ПО обработки вызова ма лой АТС направляется сообщение об отказе в обслуживании вызова,приводящее к посылке зуммера «Занято» вызывающему абоненту,и процесс переходит в состояние ожидания освобождения. В этомсостоянии ожидается только один сигнал – отбой вызывающего або нента А. После получения этого сигнала процесс возвращается в ис ходное состояние.

В том случае, если свободная линия к районной АТС найдена, онаотмечается занятой, в линию посылается сигнал, имитирующий за мыкание шлейфа в телефонном аппарате, а процесс переходит в со стояние ожидания цифр номера вызываемого абонента.

В этом состоянии процесс пребывает при ожидании первой и ка ждой следующей цифры номера. Для их трансляции каждый раз вы полняется достаточно тривиальная последовательность действий,связанная с несколькими сменами состояний «трансляция импуль са» – «трансляция паузы» и с переходом в состояние «трансляциямежцифрового интервала». Другим возможным сигналом в состоя нии ожидания цифр номера является сообщение об отбое вызываю щего абонента А. В этом случае в абонентскую линию к районной АТСнаправляется сигнал разъединения, т.е. имитируется размыканиеабонентского шлейфа телефонным аппаратом. Далее запускаетсятаймер Т3=500 мс с целью предоставить электромеханической АТСвозможность привести соответствующие приборы в исходное со стояние, т.е. в состояние готовности к поступлению нового вызова.После срабатывания таймера линия отмечается свободной, и про цесс переходит в исходное состояние.

1.6 Включение малых АТС по абонентским линиям:Входящий вызов

На рис. 1.19 представлена упрощенная схема включения малойАТС в районную АТС по аналоговым двухпроводным абонентскимлиниям применительно к входящей связи. В этом случае вызываю щий абонент после обычной для ГТС процедуры соединяется с опе ратором малой АТС (консолью). После диалога с оператором и с егопомощью организуется соединение с вызываемым абонентом Б.

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1235

36 Глава 1

На рис. 1.20 и 1.21 представлены диаграмма взаимодействия бло ков и SDL диаграмма обработки абонентской сигнализации для слу чая входящего вызова. Методология этих SDL спецификаций пол ностью соответствует главе 2 первого тома и материалу предыду щего параграфа.

Рис. 1.19 Включение малой АТС в РАТС: входящий вызов

АК

Малая АТС

ЛК

РАТС

Абонент Б

ГТС

АК

от районной АТС

от АМТС

Местный вызов

Междугородный вызовАК

КОАК абонентский комплектЛК линейный комплектКО консоль оператора

Сигналы :

Команды от ПО малой АТС

Тональные сигналы

*/ Абонентская сигнализация по двухпроводным абонент

ответствии с главой 7 Руководящего документа ОГСТфС /*ским линиям. SDL спецификации. Входящий вызов. В со

Отбой Б, Ответ, Занятие Б, Разъединение,Посылка вызова, Прекращение посылки вызова,

Занятие Б, Посылка вы зова, Прекращение по сылки вызова, Разъеди

Сигналы к РАТС

Разъединение,

Занято

SUBLIC

Сигналы от РАТС

Посылка вызова

нение

Ответ,

Сообщения в ПО малой АТС

Занято

Отбой Б

Замыкание шлейфа,Размыкание шлейфа

Процессобработкивходящего

вызова

Рис. 1.20 Диаграмма взаимодействия процесса SUBLICдля входящего вызова

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1236


Процесс обработки сигнализации входящего вызова SUBLIC име ет 4 состояния:

S2.0 Исходное

S2.1 Посылка вызова. В этом состоянии посылка тонального сиг нала «Контроль посылки вызова» абоненту А осуществляется район ной АТС

S2.2 Пауза

S2.3 Разговор. В этом состоянии осуществляется беседа с опе ратором, поиск и переключение на абонента Б, посылка абоненту Атональных (часто музыкальных) сигналов и/или фраз автоинформа тора и т.п.

В исходном состоянии S2.0 (см. рис. 1.21) ожидается вызывнойсигнал. После приема первой посылки этого сигнала предпринима ется попытка вызвать свободного оператора или абонента, назна

Рис. 1.21 SDL диаграмма процесса SUBLIC

Вызовсвободногооператора

S2.2

ПАУЗА

ПосылкавызоваТ1=10с

Снятиевызова

оператору

СбросТ1=10 с

Ответоператора

СбросТ1=10 с


S2.3

РАЗГОВОР

S2.1

ПОСЫЛКАВЫЗОВА

S2.0

ИСХОДНОЕ

Отбой Б

Размыканиешлейфа

S2.0

ИСХОДНОЕ

К/от ПОмалой АТС

От/к абонентской линиирайонной АТС

S2.0

ИСХОДНОЕ

S2.1ПОСЫЛКАВЫЗОВА

СнятиеПВ от РАТС

УстановкаТ1=10 с

Ответоператора


S2.3

РАЗГОВОР

S2.2

ПАУЗА

Сигнал посылки вызова от РАТС имеет следующиепараметры:частота (25+/ 2 Гц)Длительность посылки вызова (1+0.1)сек или (1.2+0.12)секпродолжительность паузы (4+/ 0.3)сек или (2+/ 0.2)секВозможна передача оператором междугороднойстанции вручную.

Посылкавызова

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1237

38 Глава 1

ченного в данный момент для приема входящих вызовов. Процесспереходит при этом в состояние посылки вызова S2.1, в которомвызывающему абоненту А от входящей районной АТС посылаетсяакустический сигнал «Контроль посылки вызова».

В состоянии S2.1 ожидается ответ оператора, приводящий к за мыканию шлейфа абонентской линии районной АТС и переходу в раз говорное состояние S2.3.

В этом же состоянии возможно прекращение частотной посылки25 Гц, что может означать либо прекращение вызова до ответа, либопросто паузу в последовательности вызывных посылок согласнорис. 1.2. Для определения одной из этих двух причин устанавливает ся таймер Т1.

Значение таймера Т1=10 с выбирается из соображений достовер ного распознавания прекращения вызова от районной АТС с учетомвозможных вариантов последовательности посылок вызова от этойАТС, представленных на рис.1.2. При прекращении посылки 25 Гцпроисходит переход в состояние S2.2. В этом состоянии возможенответ оператора, приводящий к замыканию шлейфа абонентскойлинии районной АТС и переходу в разговорное состояние S2.3. Воз можно поступление следующей вызывной посылки, в связи с чемсбрасывается таймер Т1=10 с и осуществляется возврат в состоя ние S2.1. Еще одно возможное событие в состоянии S2.2 – срабаты вание таймера 10 с. Это воспринимается как прекращение вызовадо ответа, в результате чего вызов оператора прекращается, а про цесс возвращается в исходное состояние.

Наконец, в разговорном состоянии ожидается сообщение об от бое вызываемого абонента (или оператора), после приема которогоразмыкается шлейф и восстанавливается исходное состояние про цесса.

Очевидным недостатком рассмотренного процесса SUBLIC явля ется невозможность прямого набора номера абонента малой АТС привходящем вызове от сети общего пользования. Такой вызов можетбыть обслужен только с помощью оператора (по очевидным причи нам здесь не рассматриваются кустарные методы реализации «доз вона»). Это обстоятельство существенно ограничивает область при менения малых АТС.

Ситуация меняется только при подключении малой АТС к АТС сетиобщего пользования по межстанционным соединительным линиям,что немедленно переводит ее в группу «б» согласно приведенной вначале главы классификации. Возможные варианты включения помежстанционным соединительным линиям рассмотрены в томе 1«Сигнализация в сетях связи». Для такого включения требуются до рогостоящие программные и аппаратные модули поддержки меж

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1238


станционной сигнализации и АОН, что для АТС небольшой емкостичасто оказывается неприемлемым.

Экономически эффективным решением проблемы может оказать ся применение специального сигнального конвертера «2х3», рас смотренного в главе 11 первого тома. Такое решение, тем не менее,следует считать компромиссным; прогрессивным его можно назвать,разве лишь определив прогресс по законам Мэрфи «не как заменунеправильной теории на правильную, а как замену неправильной тео рии на неправильную же, но уточненную». Действительно прогрес сивным решением является использование протокола DSS 1, опи сываемого в главах 3 и 4 данной книги, если, разумеется, этот про токол поддерживается районной АТС.

04 - Chap 1.p65 26.11.2001, 11:1239

Documents

ПРОТОКОЛЫ СЕТИ ДОСТУПАniits.ru/public/books/psd2001.pdfМОСКВА «РАДИО И СВЯЗЬ» 2001 Б.С. Гольдштейн ПРОТОКОЛЫ СЕТИ ДОСТУПА